泰安市茶葉溫度適宜度分析

趙洪潤，張建成，郭寶陽

(1.泰安市氣象局,山東泰安 271000；2.臨沂市氣象局,山東臨沂 276000)

趙洪潤，張建成，郭寶陽.泰安市茶葉溫度適宜度分析 [J].陜西氣象，2017(5)：20-23.

1006-4354(2017)05-0020-04

2017-03-08

趙洪潤(1985—)，男，漢族，山東濰坊人，學士，助理工程師，從事氣象服務與應用氣象工作。

泰安市茶葉溫度適宜度分析

趙洪潤1，張建成1，郭寶陽2

(1.泰安市氣象局,山東泰安 271000；2.臨沂市氣象局,山東臨沂 276000)

利用泰安地區(qū)5個氣象觀測站1977—2007年氣溫資料，分析了泰安茶葉溫度適宜度變化情況。結果表明: (1)泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度總體呈上升趨勢，以每年0.000 2的速率增加。其中，春茶期溫度適宜度上升趨勢最明顯，秋茶期次之，夏茶期有所下降。(2)泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度多年平均值為 0.72，總體適宜茶葉的生長。夏茶期和秋茶期溫度適宜度較高，在0.82～0.95之間,氣溫能夠滿足茶葉新梢生長的需求；春茶期適宜度較低，在0.49～0.55之間，較不適宜茶葉新梢生長。(3)泰安南部和西部縣市溫度適宜度較高，其中屬徂徠山前、柴汶河畔的適宜度最高；泰安北部、新泰東南部和肥城西北部適宜度偏低。整個泰安地區(qū)的溫度適宜度的分布較均勻，分布狀況呈現(xiàn)由南向北逐漸降低的特征。

茶葉；溫度適宜度；泰安市

泰安位于山東省中部，依山而建，地勢自東北向西南傾斜。境內有山地、丘陵、湖泊等多種地貌類型。20世紀60年代在“南茶北引”的工程中，泰安成為山東茶樹成功引種的地區(qū)之一。目前，泰安綠茶種植面積已達到1 133 hm2，成為農民致富增收、農業(yè)增效的特色產業(yè)之一。

近幾年，在全球氣候變暖背景下，作物氣候適宜性已成為研究熱點之一[1-4]。蔣宗孝等[5]利用地理信息系統(tǒng)將三明市茶樹生產分區(qū)，并提出趨利避害措施。李湘閣等[6]通過模糊數學方法，計算南京地區(qū)茶樹生長氣候適宜度，分析提出南京地區(qū)茶樹種植的氣候適宜狀況。張麗霞等[7]利用34 a氣象資料對泰安地區(qū)茶樹種植氣候進行了分析，探討了泰安氣候條件對茶樹生長發(fā)育和茶葉品質的影響，提出了因地適宜發(fā)展泰安茶葉的措施。泰安市以丘陵山地為主，受地形、地貌影響，氣候有所差異，形成了一些局部小氣候區(qū)。因此研究茶葉溫度適宜度的變化特征，分析茶葉溫度適宜度空間分布，可為改進泰安茶葉生產布局、評估茶葉生產對氣候變化的適應性和脆弱性提供參考。

1 資料來源和方法

1.1 資料來源

氣象資料采用泰安地區(qū)5個氣象觀測站1977—2007年3月上旬—10月下旬的日平均氣溫和旬平均氣溫資料，資料來源于泰安市氣象局。

1.2 研究方法

氣溫是影響茶樹生長發(fā)育的重要氣象條件之一，氣溫的變化直接影響茶葉品質的優(yōu)劣及產量的高低。根據泰安茶葉生產現(xiàn)狀，將茶葉生育期劃分為春茶期(3—5月)、夏茶期(6—8月)、秋茶期(9—10月)3個生長期。因泰安屬溫帶季風氣候，四季分明，11月氣溫常年值在7.1 ℃，已不利于茶葉新梢生長，故在劃分秋茶生長期時未將11月列入。

春季，當氣溫<4 ℃時，茶芽遭受霜凍危害。夏季，當氣溫持續(xù)幾日>35 ℃，新梢就會枯萎、落葉。茶葉每個生長期均存在溫度界限，即下限溫度、最適宜溫度和上限溫度。氣溫達到最適溫度時，茶樹的生長發(fā)育處于最佳狀態(tài)；在下限溫度或上限溫度時，茶樹就會停止生長；當低于下限溫度或高于上限溫度時，茶樹將局部或整株死亡[8]。為了定量分析氣溫條件對泰安茶葉生長的滿足程度，根據前人研究成果，引入溫度適宜度模型[9-12]，表達式為

(1)

其中，

(2)

式中，S(t)為茶葉溫度適宜度，t為平均氣溫，t0為茶葉最適宜溫度，t1為茶葉下限溫度，t2為茶葉上限溫度。當t=t1或t=t2時，S(t)=0；當t=t0時，S(t)=1，S(t)是一個不對稱拋物線函數，在0～1之間變化，即：適宜度隨氣溫的升高而增長，到達某一適宜值后，隨氣溫升高而下降[13-15]。對照茶葉生長的農業(yè)氣溫指標：適宜氣溫15～25 ℃，較適宜氣溫13～15 ℃或 25～35 ℃，不適宜氣溫<13 ℃或> 35 ℃，以氣溫為15 ℃時對應的溫度適宜度值為臨界點，溫度適宜度超過該臨界點，茶葉對氣溫條件的反應即達到適宜狀態(tài)[16]。泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度臨界值點為0.52。

2 結果與分析

2.1 時間變化特征

2.1.1 月變化特征 利用旬平均氣溫計算1977—2007年3—10月泰安茶葉溫度適宜度旬變化(圖1)。3月上旬氣溫較低，溫度適宜度也較低，從3月中旬開始，氣溫明顯回升，溫度適宜度也快速上升，5月中旬達最大值0.99，接近于1；5月下旬—9月中旬，泰安地區(qū)平均氣溫為22.6 ℃，熱量充足，溫度適宜度保持平穩(wěn)，在0.90左右；9月下旬以后，隨著氣溫下降，溫度適宜度也明顯下降。由此可見，5月中旬至9月中旬是泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度較高的時段，該時段茶葉生長旺盛，產量較高，但需防備高溫高熱對茶葉的影響。如2002年, 泰安出現(xiàn)7 d日平均溫度>30 ℃的高溫天氣, 并出現(xiàn)歷史極值(42.1 ℃)，導致泰安小津口地區(qū)茶樹大面積落葉，新梢枯死。

圖1 1977—2007年3—10月泰安溫度適宜度旬變化

2.1.2 年際變化特征 利用日平均氣溫計算了1977—2007年泰安地區(qū)茶葉總體和不同生育期溫度適宜度年際變化(圖2)?？傮w來看，泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度多年值為 0.72，溫度適宜度呈升高趨勢，以每年0.000 2的速率增加。春茶期溫度適宜度年際變化較為明顯，其中，1979、1980、1984和1991年均未超過0.4，但20世紀90年代以后呈明顯上升趨勢，達0.50以上；夏茶期溫度適宜度較為平穩(wěn)，在0.95左右，90年代后出現(xiàn)下降趨勢；秋茶期較春茶期和夏茶期溫度適宜度波動幅度大，年際變化較為明顯，1998年(最高年)和1992年(最低年)相差0.25，但總體表現(xiàn)為上升趨勢，且上升幅度不大。夏茶期和秋茶期溫度適宜度較高，在 0.82～0.95 之間,春茶期適宜度較低，在0.49～0.55之間。夏茶期高于秋茶期，秋茶期高于春茶期，夏秋兩季氣溫能夠滿足茶葉新梢生長的需求，而春季泰安地區(qū)平均氣溫低較不適宜茶葉新梢生長。

圖2 1977—2007年泰安地區(qū)茶葉總體和不同生育期溫度適宜度年際變化

2.2 空間分布特征

利用泰安地區(qū)5 縣市區(qū)日平均氣溫資料分別計算了各縣市的茶葉溫度適宜度，并利用ArcGIS信息軟件，對適宜度進行反距離加權空間插值，對其分布特征進行區(qū)劃分析(圖3)?？梢钥闯觯┌脖辈?、新泰東南部和肥城西北部適宜度偏低，主要包括泰山山脈以南，肥城牛山森林公園、湖屯一帶，適宜度在0.65左右。泰安南部和西部縣市溫度適宜度較高，主要包括東平南部，寧陽北部、西南、東南部，新泰西南部，其中，徂徠山前、柴汶河畔的適宜度最高為 0.80。根據區(qū)劃分析來看，泰安地區(qū)溫度適宜度整體分布較均勻，氣溫較適宜茶葉種植，適宜度呈現(xiàn)由南向北逐漸降低的分布特點。

圖3 泰安溫度適宜度分布

3 結論與討論

(1)1977—2007年泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度總體呈上升趨勢，以每年0.000 2的速率增加。其中，春茶期溫度適宜度上升趨勢最明顯，秋茶期次之，夏茶期有所下降。

(2)泰安地區(qū)茶葉溫度適宜度多年平均值為 0.72，總體適宜茶葉的生長。夏茶期和秋茶期溫度適宜度較高，在0.82～0.95 之間,氣溫能夠滿足茶葉新梢生長的需求；春茶期適宜度較低，在0.49～0.55之間，較不適宜茶葉新梢生長。

(3)泰安南部和西部縣市溫度適宜度較高，其中屬徂徠山前、柴汶河畔的適宜度最高；泰安北部、新泰東南部和肥城西北部適宜度偏低。整個泰安地區(qū)的溫度適宜度的分布較均勻，分布狀況呈現(xiàn)由南向北逐漸降低的特征。

(4)本文僅探討了氣溫對泰安地區(qū)茶葉生長的影響，而影響茶葉生長的因素較多，如土壤pH值、降水和日照等其他方面因素，今后可從其它方面開展進一步的分析研究。

[1] 王鎮(zhèn)恒.茶樹生態(tài)學[M].北京:中國農業(yè)出版社,1995:100-118.

[2] 秦大河,羅勇,陳振林,等.氣候變化科學的最新進展:IPCC,第四次評估綜合報告解析[J].氣候變化研究進展,2007,3(6):311-314.

[3] 李瑤勇,楊曉光,代姝瑋.長江中下游地區(qū)農業(yè)氣候資源時空變化特征[J].應用生態(tài)學報,2010,21(11):2912-2921.

[4] 唐國平，李秀彬，F(xiàn)ischer G,等.氣候變化對中國農業(yè)生產的影響[J].地理學報,2000,55(2)：129-138.

[5] 蔣宗孝，林森知，晰榮源，等. 三明市茶樹氣候條件分析及氣候區(qū)劃[J]. 氣象科技,2004,32(S1):87-89.

[6] 李湘閣,閡慶文,余衛(wèi)東.南京地區(qū)茶樹生長氣候適應性研究[J].南京氣象學院學報,1995,18(4):572-576.

[7] 張麗霞,趙淑娟,王桂雪,等. 泰安市茶樹種植氣候條件分析[J].中國農業(yè)氣象,2006, 27(3):244-248.

[8] 童啟慶.茶樹栽培學[M].3版. 北京: 中國農業(yè)出版社,2000: 22-87.

[9] 俞芬,千懷遂,段海來.淮河流域水稻的氣候適宜度及其變化趨勢[J].地理科學，2008，28(4):537-542.

[10] 王輝，王鵬云，田燕，等.昆明小麥氣候適宜度研究[J].麥類作物學報，2014，34(5):680-684.

[11] 宮麗娟，王晨軼，王萍，等.東北三省玉米氣候適宜度變化分析[J].玉米科學，2013，21(5):140-146.

[12] 余會康. 閩東茶葉氣候適宜度變化特征[M].山地學報, 2016，34(4):415-424.

[13] 王銀峰,張繼紅,翟海國.信陽茶區(qū)生態(tài)環(huán)境分析與評價[J]. 地理學報, 1993,48(5):428-435.

[14] 杜堯東,段海來，唐力生.全球氣候變化下中國亞熱帶地區(qū)柑桔氣候適宜性[J].生態(tài)學雜志,2010,29 (5):833-839.

[15] 任國玉,郭軍,徐銘志,等.近50年中國地面氣候變化基本特征[J].氣象學報，2005,63(6):65-69.

[16] 金志鳳,葉建剛,楊再強,等.浙江省茶葉生長的氣候適宜性[J]. 應用生態(tài)學報,2014,25(4):967-969.

[17] 徐玲玲,呂厚荃,方利.氣候變化對黃淮海地區(qū)夏玉米氣候適宜度的影響[J].資 源 科 學,2014,36 (4):782-787.

[18] 楊東,郭盼盼,劉強,等.基于模糊數學的甘肅隴南地區(qū)農作物氣候適宜性分析[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2010,38(7):98-102.

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